長距離超聲導(dǎo)波檢測系統(tǒng)

導(dǎo)波檢測概述

導(dǎo)波檢測原理:

盡管導(dǎo)波檢測通常被認為是超聲導(dǎo)波檢測或遠程超聲波檢測，但是從根本上它與傳統(tǒng)的超聲波檢測并不相同;與傳統(tǒng)超聲波檢測相比，導(dǎo)波檢測使用非常低頻的超聲波，通常在10~100千赫。有時也使用更高的頻率，但是探測距離會明顯減少。另外，導(dǎo)波的物理原理比體積型波更加復(fù)雜。很多理論在其他個別的文章中有所闡述，這里將更多的討論導(dǎo)波檢測的實踐。

導(dǎo)波檢測技術(shù)歷史

對于導(dǎo)波在結(jié)構(gòu)中傳播的研究可以追溯到20世紀20年代(1920s);主要啟蒙于地震學(xué)領(lǐng)域。從那以后，開始致力于導(dǎo)波在圓柱狀結(jié)構(gòu)的傳播方面的分析研究;在20世紀90年代(1990s)早期，導(dǎo)波檢測被認為僅僅是應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)的無損檢測方法。如今，導(dǎo)波檢測作為完整健康監(jiān)測計劃應(yīng)用于石油產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

導(dǎo)波檢測技術(shù)如何應(yīng)用(管道檢測)

與傳統(tǒng)的超聲波不同;有多種導(dǎo)波模式用于管道幾何學(xué)，通常歸類為三組，分別是扭轉(zhuǎn)模式、縱向模式和彎曲模式。這些波型模式的聲學(xué)性能是管道幾何學(xué)、材料和頻率的函數(shù)。通常通過典型的圖表分布曲線的數(shù)學(xué)模式來預(yù)測波型模式的性能。

管道的導(dǎo)波測試，低頻率傳感器陣列覆蓋管道的整個圓周，產(chǎn)生的軸向均勻的波沿著管道上的傳感器陣列的前后方向傳播。扭轉(zhuǎn)波模式是最常使用的，縱向模態(tài)的使用有所限制。設(shè)備運用傳感器陣列的脈沖設(shè)置激發(fā)和探測信號。

在管道橫截面變化或局部變化的地方會產(chǎn)生回波，基于回波到達的時間，通過特定頻率下導(dǎo)波的傳播速度，能準確地計算出該回波起源與傳感器陣列位置間的距離。導(dǎo)波檢測使用距離波幅曲線修正衰減和波幅下降來預(yù)計從某一距離反射回的橫截面變化。距離波幅曲線通常通過一系列已知的反射體信號波幅例如焊縫進行校準。

一旦設(shè)置好距離波幅曲線，信號振幅和缺陷橫截面變化能較好地關(guān)聯(lián)。導(dǎo)波檢測不能直接地測量剩余的壁厚，但是它可以將缺陷嚴重程度分成幾種類別。這樣操作的其中一個原理是通過激發(fā)信號開啟模式轉(zhuǎn)換，軸對稱導(dǎo)波模式的部分能量轉(zhuǎn)換成彎曲模式。模式轉(zhuǎn)換的總量可精準地預(yù)計缺陷在圓周范圍的分布，再參考橫截面的變化量，操作人員就可以進行嚴重程度分類。

導(dǎo)波檢測的典型結(jié)果是通過A掃的方式顯示反射波幅與傳感器基陣位置的距離。在過去的幾年里，一些先進的系統(tǒng)已經(jīng)開始提供C掃的結(jié)果，可以很容易地解讀每一個特征的走向。在檢驗大型管道時，這顯然非常有用。

特征

優(yōu)勢

1. 長距離檢驗----能達到上百米 的檢驗距離

2. 接觸受限----對保溫管，能夠最小限度地移除保溫層;對管道支撐下的腐蝕，無需升起管道;對高空的檢驗，腳手架的需求能簡化到最低限度;可檢驗穿越公路的埋地管道;

3. 數(shù)據(jù)能被完全記錄;

4. 完整的自動化數(shù)據(jù)收集。

劣勢

1. 數(shù)據(jù)的解釋高度依賴于操作人員;

2. 很難發(fā)現(xiàn)小的點蝕缺陷;

3. 對緊挨附件的檢驗區(qū)域，效率不高。